林桂汕，鄒榮霞，段文貴，馬獻力，2，岑 波，雷福厚

(1.廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，廣西南寧 530004;2.桂林醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)院，廣西桂林 541004;3.廣西林產(chǎn)化學(xué)與工程重點實驗室，廣西南寧 530008)

松節(jié)油的主要成分是α-蒎烯(1)。1及其衍生物表現(xiàn)出較好的殺蟲、殺菌、除草和植物生長調(diào)節(jié)等生物活性［1～6］。在酰腙類化合物分子結(jié)構(gòu)中含有一類既包含酰胺基又包含Schiff堿基的活性亞結(jié)構(gòu)基團，具有除草、殺蟲、殺菌、消炎、抗病毒、抗腫瘤、安神擴血管和植物生長調(diào)節(jié)等廣泛的生物活性［7～14］，已成為農(nóng)藥和醫(yī)藥研究的熱點。目前已商品化的酰腙類藥品有除草劑氟吡草腙、殺蟲劑伏蟻腙和殺菌劑嘧菌腙等。

近年來，本課題組對松香松節(jié)油基生物活性化合物進行了深入地研究，并取得了一系列研究成果［2～5，15～18］。本文先將1 轉(zhuǎn)化為蒎酸(3)，然后引入兩個酰腙活性基團，設(shè)計并合成了6個新型的蒎酸基雙酰腙類化合物(6a～6f，Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR，13C NMR，IR，ESI-MS和元素分析表征。并初步測定了6a～6f對油菜胚根生長的抑制活性，旨在為α-蒎烯的深度開發(fā)利用提供新的途徑。

Scheme 1

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

X-4型數(shù)字顯示顯微熔點儀(溫度未校正);Bruker AV 600 MHz型核磁共振儀(氘代甲醇為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo));Nicolet Nexus 470 FT-IR型紅外光譜儀(KBr壓片);Agilent 1100 LC/MSD Trap SL型高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀;PE 2400Ⅱ型元素分析儀。

1，含量97%，廣西梧州松脂股份有限公司;其余所用試劑均為分析純。

1.2 合成

(1)蒎酮酸(2)的合成

在反應(yīng)瓶中依次加入1 30 g(0.22 mol)，硫酸銨15.5 g及蒸餾水400 mL，攪拌使其溶解;于3 h 內(nèi)分批加入高錳酸鉀 80.0 g(0.51 mol)，于＜10℃［19］反應(yīng)5 h。用5%NaOH溶液調(diào)至pH≈13，用二氯甲烷(3×100 mL)萃取;水層用稀鹽酸酸化至pH 2～3，用乙酸乙酯(3×100 mL)萃取，合并萃取液，用飽和氯化鈉溶液洗至中性，蒸除溶劑得白色固體 2 12.9 g，產(chǎn)率 34.8%。

(2)3的合成

冰浴下，將液溴20 mL(0.4 mol)滴加到3 mol·L-1NaOH 溶液(400 mL)中，攪拌 30 min 得溶液A，備用。

在反應(yīng)瓶中加入2 18.4 g(0.1 mol)，攪拌下于室溫慢慢滴加3 mol·L-1NaOH溶液33 mL，攪拌使其溶解得蒎酮酸鈉溶液B。將溶液B緩慢滴入溶液A［20］中，滴畢，于室溫反應(yīng)6 h。用二氯甲烷(3×30 mL)萃取除去CHBr3，水層滴加濃鹽酸100 mL，加入固體亞硫酸鈉至溶液褪色，經(jīng)乙酸乙酯(3×100 mL)萃取，合并萃取液，用飽和氯化鈉溶液(2×100 mL)洗滌，無水硫酸鈉干燥，蒸除溶劑，殘余物用石油醚(3×20 mL)洗滌得淡黃色固體 3 16.0 g，產(chǎn)率 78.4%。

(3)含Boc蒎酸基雙酰肼(4)的合成

在反應(yīng)瓶中加入DMF 40 mL，攪拌下依次加入3 3.7 g(20 mmol)，三乙胺8.1 g(80 mmol)，叔丁氧羰基(Boc)肼 5.3 g(40 mmol)及 2-(7-偶氮苯并三氮唑-N，N，N'，N'-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)15.2 g(40 mmol)，于室溫反應(yīng) 1 h(TLC監(jiān)測)。倒入200 mL水中，用乙酸乙酯(3×50 mL)萃取，合并萃取液，用蒸餾水(3×100 mL)洗滌，無水硫酸鎂干燥，減壓蒸除溶劑后經(jīng)硅膠柱層析［梯度洗脫劑:A=V(二氯甲烷)∶V(甲醇)=100 ∶1～200 ∶1］純化得白色固體 4 4.1 g，產(chǎn)率49.4%。

(4)蒎酸基雙酰肼(5)的合成

將4 4.1 g(10 mmol)溶于甲醇(50 mL)中，攪拌下加入鹽酸10 mL［21］，于室溫反應(yīng)30 min(TLC監(jiān)測)。減壓蒸除溶劑得5 2.7 g，產(chǎn)率96.4%。

(5)6a～6f的合成(以6a為例)

在反應(yīng)瓶中加入5 0.6 g(2 mmol)，甲醇20 mL，3-硝基苯甲醛0.6 g(4 mmol)及乙酸鈉0.7 g(8 mmol)，攪拌下回流反應(yīng)1 h(TLC監(jiān)測)。減壓蒸除溶劑后經(jīng)硅膠柱層析(梯度洗脫劑:A=100∶1～20∶1)純化得淡黃色粉末6a。

用類似方法合成淡棕色粉末6b和淡黃色粉末6c～6f。

1.3 除草活性測試

油菜平皿法［3］:在直徑6 cm的培養(yǎng)皿中鋪好一張直徑5.6 cm的濾紙，加入一定濃度的供試化合物溶液2 mL(以等體積的蒸餾水作為空白對照液)。播種浸種4 h的油菜種子10粒，于(28±1)℃黑暗培養(yǎng)72 h后測定胚根長度，計算抑制率。

稗草小杯法［3］:在50 mL的小燒杯中鋪好玻璃珠和濾紙，加入一定濃度的供試化合物溶液6 mL(以等體積的蒸餾水作為空白對照液)。播種剛剛露白的稗草種子10粒，于(28±1)℃光照培養(yǎng)72 h后測定小苗的高度(每個處理重復(fù)兩次)，計算抑制率。

2 結(jié)果與討論

2.1 合成與實驗結(jié)果

3的合成常采用次氯酸鈉與2反應(yīng)，但收率較低(70%)。主要原因可能是次氯酸鈉濃度過低，致使2反應(yīng)不完全，而且3和2的極性相近，分離純化困難。

本文改用液溴和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成次溴酸鈉溶液，再與2反應(yīng)制備3，將收率從70%［20］提高至86%，且純度較高。通過實驗條件優(yōu)化，得出次鹵酸鈉濃度約為0.5 mol·L-1時，次溴酸鈉比次氯酸鈉的鹵仿化效果好;提高次溴酸鈉的濃度，可使2的轉(zhuǎn)化率提高。

表1 6a～6f的實驗結(jié)果，IR，MS和元素分析數(shù)據(jù)Table 1 Experimental results，IR，MS and elemental analysis data of 6a～6f

表2 6a～6f的 NMR數(shù)據(jù)*Table 2 NMR data of 6a～6f

在合成5時，嘗試先將3轉(zhuǎn)化為酰氯再與水合肼反應(yīng)，結(jié)果副產(chǎn)物較多，不易純化。如將3先轉(zhuǎn)化為蒎酸乙酯再在微波輻射下肼解，則反應(yīng)不完全，產(chǎn)率較低。本文先將3與Boc肼在縮合劑HATU作用下制得4;4再在鹽酸/甲醇中脫保護基制得5。該方法副產(chǎn)物較少，且易于純化。

6a～6f的實驗結(jié)果，IR，ESI-MS及元素分析數(shù)據(jù)見表1，1H NMR和13C NMR數(shù)據(jù)見表2。

2.2 除草活性

6對油菜和稗草的抑制活性結(jié)果見表3。從表3 可見，用藥量為 100 μg·mL-1時，6a ～ 6f對油菜的胚根生長有一定的抑制活性，其中6b和6d的抑制率分別為70.1%和73.2%;6a～6f對稗草的幼苗生長均不顯示抑制作用。

表3 6的除草活性*Table 3 Herbicidal activities of 6

3 結(jié)論

以α-蒎烯為原料，設(shè)計并合成了6個新型的蒎酸基雙酰腙類化合物。初步的除草活性測試表明，用藥量為 100 μg·mL-1時，6a ～ 6f對油菜的胚根生長具有一定的抑制作用，其中蒎酸基雙苯酰腙(6b)和蒎酸基雙對氟苯酰腙(6d)的抑制率分別為70.1%和73.2%。

致謝:感謝南開大學(xué)元素所生測室測定目標(biāo)化合物的除草活性數(shù)據(jù)!

［1］呂建華，林敏剛，屠亞偉.α-蒎烯對雜擬谷盜成蟲的控制作用［J］.中國糧油學(xué)報，2010，25(12):88-91.

［2］馬獻力，黃建新，段文貴，等.α-萜品烯馬來酰亞胺基酰腙衍生物的合成及殺菌活性研究［J］.有機化學(xué)，2012，32(6):1077 -1083.

［3］馬獻力，黃建新，段文貴，等.新型α-萜品烯馬來酰亞胺基雙磺酰胺化合物的合成及其除草活性［J］.合成化學(xué)，2012，20(2):180 -185.

［4］段文貴，羅常泉，岑波，等.N-{1-異丙基-2-羧基-4甲基-二環(huán)［2.2.2］-5-辛烯-3-羰基}-N'-芳基(硫)脲的合成［J］.化學(xué)通報，2007，70(9):695 -698.

［5］鄒榮霞，岑波，段文貴，等.蒎酸基雙苯酰胺類化合物的合成及其除草活性［J］.廣西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2011，36(3):463 -469.

［6］周永紅，王延，宋湛謙.α-蒎烯合成殺蟲增效劑的研究［J］.林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)，1998，18(1):1 -11.

［7］李慧東，商建麗，譚海忠，等.3-苯甲酰腙和亞氨基取代硫脲取代的吲哚滿二酮衍生物的合成及對AHAS的抑制活性［J］.高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報，2010，31(5):953-956.

［8］宋紅，毛會玉，石德清.N-［2-(4，6-二甲氧基嘧啶-2-氧基)苯亞甲基］-2-芳氧乙酰腙的合成與除草活性［J］.應(yīng)用化學(xué)，2011，28(10):1173 -1178.

［9］葉英，趙志剛，劉興利，等.吲哚-6-酰腙類化合物的微波合成及其抗菌活性研究［J］.有機化學(xué)，2009，29(6):993-997.

［10］魏太保，冷艷麗，王永成，等.對甲苯磺酰胺基乙酰腙類化合物的生物活性及其量子化學(xué)計算［J］.有機化學(xué)，2009，29(2):216 -221.

［11］Tian B，He M，Tang S，et al.Synthesis and antiviral activities of novel acylhydrazone derivatives targeting HIV-1 capsid protein［J］.Bioorg Med Chem Lett，2009，19(8):2162 -2167.

［12］Tributino J M，Duarte C D，Correa R S，et al.Novel 6-methanesulfonamide-3，4-methylenedioxyphenyl-N-acylhydrazones:Orally effective anti-inflammatory drug candidates［J］.Bioorg Med Chem，2009，17(3):1125-1131.

［13］Silva A G，Zapata-Sudo G，Kummerle A E，et al.Synthesis and vasodilatory activity of newN-acylhydrazone derivatives，designed as LASSBio-294 analogues［J］.Bioorg Med Chem，2005，13(10):3431 -3437.

［14］Romeiro N C，Aguirre G，Hernández P，et al.Synthesis，trypanocidal activity and docking studies of novel quinoxaline-N-acylhydrazones，designed as cruzain inhibitors candidates［J］.Bioorg Med Chem，2009，17(15):641-652.

［15］馬獻力，陳麗，段文貴，等.脂肪族二酸二烷基雙去氫樅基雙噁二唑的合成及除草活性［J］.有機化學(xué)，2011，31(7):1069 -1075.

［16］莫啟進，段文貴，李行任，等.2-取代氨基-5-去氫樅基-1，3，4-噁二唑衍生物的合成及除草活性［J］.有機化學(xué)，2011，31(7):1114 -1121.

［17］Duan W G，Li X R，Mo Q J，et al.Synthesis and herbicidal activity of 5-dehydroabietyl-1，3，4-oxadiazole derivatives［J］.Holzforschung，2011，65(2):191-197.

［18］許雪棠，冷芳，段文貴，等.馬來松香酸酰腙類化合物的合成及殺菌活性［J］.農(nóng)藥學(xué)學(xué)報，2012，14(3):253-259.

［19］尹延柏，宋湛謙，王宗德，等.蒎酮酰芳胺衍生物的合成［J］.現(xiàn)代化工，2007，27(11):37 -39.

［20］王定選，宋湛謙，高德華.蒎酸的合成與在助焊劑中的應(yīng)用［J］.林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)，1981，1(4):40-43.

［21］Ashworth I W，Cox B G，Meyrick B.Kinetics and mechanism ofN-Boc cleavage:Evidence of a secondorder dependence upon acid concentration［J］.J Org Chem，2010，75(23):8117 -8125.